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sono placche circolari od ovoidali, ciascuna costituita da noduli linfatici che occupano la

lamina propria e la sottomucosa dell'ileo, nell'intestino tenue. Sono vascolarizzate da

un'estesa rete di capillari che si dispone attorno ai follicoli, insieme ad ampi spazi linfatici.

Come gli altri aggregati del MALT, sono più numerosi fino alla pubertà, successivamente

diminuiscono in numero e dimensione. Il nucleo delle placche di Peyer è costituito da grossi

Linfociti B in proliferazione, mentre la porzione più periferica presenta linfociti B in uno

stato quiescente. Tra le Placche di Peyer è possibile trovare Linfociti T e una serie di cellule

particolari dette cellule M.

Le cellule M sono una sottopopolazione del MALT (Tessuto Linfoide Associato alle

• Mucose). Sono cellule altamente specializzate, e costituiscono il 10% delle cellule mucosali

dell'intestino. Risultano difficili da studiare e sono state isolate solo recentemente.

Differiscono dalle circostanti cellule mucosali per la loro forma, sono difatti molto

assottigliate, membranose (da qui il nome Cellule M, membranose appunto). Hanno una

posizione specifica e se vengono spostate perdono parte della loro funzione che è quella di

campionare gli antigeni discriminando ciò che è Self dal Non Self e mantenendo la

tolleranza immunitaria.

RECLUTAMENTO

una peculiare caratteristica del sistema immunitario è la costante migrazione dei suoi componenti

che passano dal sangue ai tessuti e poi tornano in circolo. Tale movimento continuo è necessario

per: indirizzare i leucociti della linea mieloide verso i siti di infezione e danno, in modo che

• possano rimuovere i patogeni e riparare i danni tissutali.

Indirizzare i linfociti verso gli organi linfoidi secondari in modo che gli possa essere

• presentato l'antigene.

Indirizzare i linfociti così maturi verso i siti di infezione.

Il movimento può essere di tipo:

homing = dal sangue verso un tessuto dove è in atto un infezione

• migrazione o reclutamento = dal sangue ai tessuti

Leucociti

I leucociti vergini migrano di continuo principalmente nei tessuti linfoidi secondari anche se è in

atto un infezione da qualche parte, mentre, quelli attivati e le cellule della linea mieloide migrano

verso i tessuti sede di danno o infezione.

Durante il processo di homing inoltre i leucociti devono aderire transitoriamente all'endotelio

vascolare in un processo che vede coinvolti molti recettori. In particolare le cellule dell'endotelio

dei siti di infezione aumentano proprio l'espressione di tali recettori in seguito ad un segnale inviato

dai macrofagi e altre cellule presenti in questi siti.

I recettori coinvolti sono divisi tra:

molecole di adesione = sono a loro volta divise tra selectine e integrine.

 Le prime sono molecole di adesione localizzate sulla membrana plasmatica in grado di

legare i carboidrati. Esse sono coinvolte nelle prime fasi dell'adesione ed infatti sono in

grado di dare interazioni deboli.

Le cellule endoteliali esprimono la P-selectina, immagazzinata nei granuli citoplasmatici

delle cellule endoteliali e che viene espressa velocemente in risposta alle citochine e

all'istamina prodotta dai mastociti, sulla parte luminale della membrana, e la E-selectina che

invece è espressa sulle cellule endoteliali in seguito alla stimolazione da parte di citochine

come l'IL-1. La sua espressione è stimolata anche dai prodotti microbici come LPS. I

leucociti legano tali molecole tramite particolari carboidrati. Essi inoltre esprimono una

selectina chiamata L-selectina i cui ligandi sono le sialomucine presenti sulle cellule

dell'endotelio. Essa è anche implicata nell'indirizzamento dei linfociti T e B vergini verso le

HEV dei linfonodi.

Le integrine invece, sono proteine di membrana eterodimeriche in cui le due catene sono

legate in modo non covalente, e che sono implicate nell'adesione intercellulare o delle

cellule alla matrice. La porzione extracellulare di ogni catena forma una testa globulare che

interviene nel legame con il ligando mentre la parte citoplasmatica interagisce con i

componenti del citoscheletro. Le due integrine maggiormente rappresentate sono la LFA-1 e

la VLA-4. La prima lega ICAM-1 mentre la seconda VCAM-1. In tutti i leucociti in risposta

al legame con l'antigene ha luogo un processo che è noto come attivazione dell'integrina, in

cui l'integrina in risposta a segnali extracellulari è in grado di aumentare la sua affinità di

legame. In particolare, le teste globulari si spostano dalla loro posizione iniziale vicina alla

membrana a una posizione più distaccata che rende più forte l'interazione con il ligando.

Chemochine = sono una grande famiglia di citochine omologhe strutturalmente in grado di

 indirizzare i leucociti dal circolo ai tessuti. Sono formate da polipeptidi uniti da due ponti

disolfuro e in base a dove essi si trovano possono essere classificate in 4 sottofamiglie.

Il processo di reclutamento dei neutrofili è principalmente mediato dalle chemochine α o

CXC, ovvero quelle in cui i primi due residui di cisteina sono separati da un aa, mentre i

monociti sono reclutati da parte delle chemochine β o CC, ovvero quelle in cui tali residui

sono adiacenti. Il reclutamento dei linfociti invece è mediato da entrambe le classi di

chemochine.

La produzione delle chemochine nei linfociti, cellule endoteliali e epiteliali spesso è

innescata dal riconoscimento di microrganismi che attivano vari recettori delle cellule

dell'immunità innata.

I recettori per le chemochine sono le proteine G, le quali inducono cambiamenti nel

citoscheletro e inducono la polimerizzazione di filamenti di actina e miosina.

La funzione delle chemochine è quella di migliorare l'adesione all'endotelio da parte dei

leucociti stimolando la migrazione e attivando le integrine. Nel dettaglio:

reclutano i leucociti ai siti extravascolari

• aumentano l'adesione di essi all'endotelio

• favoriscono la migrazione dei leucociti sul sito di infezione o di danno tramite chemiotassi

• indirizzano le cellule leucocitiche nei vari distretti dei tessuti linfoidi secondari per

• permetterne lo sviluppo

favoriscono la migrazione delle DC dai focolai di infezione ai linfonodi drenanti.

La sequenza di eventi che caratterizzano il processo di reclutamento dei leucociti sono:

1. rolling dei leucociti sull'endotelio mediato dalle selectine = nei focolai i vasi sono

caratterizzati da vasodilatazione e rallentamento del flusso sanguigno. Le citochine indicono

l'espressione della E-selectina mentre altri mediatori inducono la P-selectina. I leucociti, che

sono più grandi degli eritrociti, tendono a spostarsi dal flusso assiale al rivestimento

(marginazione). In questo modo le selectine espresse dai leucociti possono interagire con

quelle dell'endotelio. Data la bassa affinitá di legame i leucociti si attaccano e distaccano

continuamente.

2. Aumento dell'affinità di legame ad opera delle chemochine = le chemochine si legano sui

recettori dei linfociti e come detto sopra vanno a modificare l'affinità del legame delle

integrine.

3. Adesione stabile = grazie alle citochine infiammatorie e ai prodotti microbici aumenta la

presenza di ligandi delle integrine. Come conseguenza i leucociti si appiattiscono

sull'endotelio e il loro citoscheletro si riorganizza.

4. Trasmigrazione = i leucociti migrano attraverso gli spazi dell'endotelio in un processo

mediato dalle integrine leucocitarie e i loro ligandi endoteliali (le giunzioni endoteliali

vengono transitoriamente interrotte, la VE-caderina che le compone viene fosforilata e di

conseguenza la sua struttura adesiva ne risente).

Neutrofili e monociti

essi in seguito alla maturazione si trovano nel torrente ematico e circolano nei tessuti. Il loro

reclutamento nei tessuti infetti è un processo che coinvolge in modo sequenziale l'azione delle

selectine, chemochine e delle integrine similmente a ciò che accade nei reclutamento leucitario.

In genere i neutrofili sono i primi a essere reclutati mentre i monociti sono chiamati in seguito allo

stimolo dell'infiammazione e nei giorni successivi anche quando ormai non sono più reclutati i

neutrofili.

CXCR1→ neutrofili → IL8

CCR2 →monociti →CCL2

linfociti T

essi fanno parte di un processo chiamato ricircolazione linfocitaria. Quando un linfocita T vergine

esce dal timo e entra nel circolo ematico viene indirizzato nei linfonodi, nella milza o nel tessuto

linfoide associato alle mucose dove si localizza nelle aree T. Se non avviene il riconoscimento

dell'antigene esso lascia il linfonodo o il tessuto linfoide per tornare di nuovo in circolo. In questo

modo la probabilità di incontrare l'antigene per cui esso è specifico aumenta.

Nel dettaglio:

migrazione ai linfonodi: in media uno stesso linfocita vergine migra attraverso lo stesso

• linfonodo una volta al giorno. In seguito al processo infiammatorio in cui si ha

vasodilatazione si ha anche un aumento dell'afflusso di sangue al linfonodo e

contemporaneamente viene ridotta la quantità di linfociti T che fuoriescono da esso.

L'homing avviene in particolare nelle HEV localizzate nelle aree T dei linfonodi. In questi

vasi le cellule endoteliali sono cubiche ed esprimono sulla loro superficie molecole di

adesione e chemochine che permettono l'homing selettivo di alcune popolazioni linfocitarie.

La migrazione di questi linfociti nel parenchima del linfonodo segue le tappe descritte

precedentemente e sono implicate molecole specifiche per l'homing dei T vergini.

In particolare risulta fondamentale la L-selectina per il legame alle HEV.

L-selectina → PNAd sulle HEV

CCR7 → CCL19/21 sulle HEV e FRC

egressione dai linfonodi: tramite vasi linfatici efferenti i linfociti vergini tornano nel circolo.

• La fuoriuscita dipende da un chemoattraente lipidico chiamato sfingosina-1P che viene

legato da un recettore espresso dai T. Di solito la S1P è più concentrata nel sangue e nella

linfa rispetto che nei tessuti e ciò è reso possibile da un enzima che la degrada

continuamente nei tessuti. I linfociti T vergini hanno bassi livelli di espressione del

recettore, poiché l'elevata espressione di S1P nel sangue provoca l'internalizzazione del

recettore. Quando il T entra in un linfonodo trova una bassa concentrazione di S1P che

favorisce nelle ore successive la riespressione del recettore. In questo lasso di tempo il

linfocita può interagire con l'antigene. Quando il recettore è di nuovo presente il linfocita si

sposta fuori dal linfonodo seguendo il gradiente di S1P. Se il linfocita incontra un antigene

nel linfonodo l'espressione del recettore viene inibita (ad opera di CD69) per diversi giorni

in modo che esso possa permanere più a lungo nel linfonodo e differenziarsi.

→fingolimod = farmaco che blocca il recettore e agisce quindi mantenendo i T nel

linfonodo.

ricircolo attraverso altri organi linfoidi: mediato sempre da selectine, integrine e

• chemochine. Nell'intestino legano MadCAM-1.

Nella milza non ci sono le HEV e sembra che i linfociti vadano ai seni nella zona marginale

e della polpa rossa senza l'azione di selectine o altre. CCR7 li guida alla polpa bianca.

verso i siti di infiammazione: grazie al loro repertorio di molecole di adesione e di recettori

• per le chemochine i linfociti vanno a localizzarsi nei siti di infezione. L'attivazione da parte

degli antigeni nei tessuti e la continua presenza delle chemochine fa sì che le integrine siano

mantenute in uno stato ad alta affinità. Inoltre alcune cellule effettrici migrano

preferenzialmente in determinati tessuti grazie alla caratteristiche migratorie assunte nella

maturazione.

migrazione dei linfociti memoria: tendono a restare negli organi linfoidi secondari e altri

• migrano nei tessuti mucosali periferici.

Linfociti B

essi lasciano il midollo e entrano nel circolo ematico, entrano nella milza. Esprimono CXCR5 che

gli consente di raggiungere le zone periferiche della polpa bianca in risposta a CXCL13 prodotta

dalle DC follicolari. Qui maturano ulteriormente. Per la loro fuoriuscita dagli organi linfoidi

secondari è richiesta di nuovo S1P. Si localizzano nei tessuti linfoidi secondari associati alle mucose

e nei linfonodi grazie ai loro recettori CXCR4 e CCR7 che riconoscono CCL12 e CCL19/21

rispettivamente.

IMMUNITÀ INNATA

Ha tre funzioni essenziali:

è la risposta iniziale e previene, controlla o elimina le infezioni. Sono diversi i microbi che

• hanno sviluppato strategie fondamentali per la loro virulenza e che sono volte a resistere ad

essa.

Elimina le cellule danneggiate e avvia il processo di riparazione dei tessuti.

• Stimola e influenza la natura delle risposte adattative al fine di ottimizzarne la risposta verso

• diversi tipi di microbi.

Essa è il componente del sistema immunitario più antico dal punto di vista filogenetico.

Come già detto i suoi principali tipi di risposta sono l'infiammazione e la difesa antivirale.

Le principali differenze che esistono tra i due tipi di immunità servono per capire in che modo esse

si completano a vicenda. In particolare abbiamo:

1. le risposte innate nei confronti di un microbo non richiedono una precedente esposizione e

sono immediate, mentre, le risposte adattative richiedono diversi giorni per svilupparsi.

2. La risposta innata non varia come quantità o entità se sottoposta a esposizioni ripetute e

infatti la sua memoria è scarsa o assente del tutto. Viceversa la rapidità, l'entità e l'efficacia

della risposta adattativa migliorano in seguito a esposizioni ripetute.

3. Il numero di strutture espresse dai microbi o dalle cellule morte che sono riconosciute

dall'immunità innata è piuttosto limitato (1000 in totale circa) mentre l'immunità adattativa è

in grado di riconoscere milioni di strutture diverse.

4. I recettori dell'innata sono codificati da geni ereditari della linea germinale mentre quelli

dell'adattativa sono generati da una ricombinazione somatica dei segmenti genici durante la

maturazione.

L'immunità innata riconosce le strutture prodotte dai microbi, le quali sono spesso condivise da

diverse classi di patogeni e che sono chiamate PAMP, ovvero pathongen associated molecular

patterns. Alcuni esempi di PAMP sono gli acidi nucleici come l'RNA double strand dei virus o il

DNA ricco di CpG non metilate che si ritrova nei batteri. In particolare riconosce strutture che sono

spesso indispensabili per la sopravvivenza dei microrganismi e in questo modo si assicura che le

strutture che riconosce siano invariate nel tempo. Spesso l'immunità innata è anche in grado di

riconoscere molecole che vengono prodotte e secrete dalle cellule danneggiate o morte. Queste

prendono il nome di DAMP, ovvero damage associated molecular patterns e possono essere di

origine infettiva o non. Le DAMP non vengono normalmente prodotte dalle cellule apoptotiche e

spesso possono essere anche prodotte da alcune cellule del sistema immunitario, in questo caso si

parla di allarmine, per potenziare la risposta innata alle infezioni.

Il riconoscimento dei PAMP e dei DAMP avviene sia grazie a recettori cellulari che si trovano nei

vari compartimenti cellulari sia grazie a molecole solubili del sangue e nelle secrezioni mucose. Tali

recettori cellulari prendono il nome di recettori che riconoscono i profili molecolari o PRR. Il loro

legame con i DAMP o i PAMP fa sì che si attivino delle vie di trasduzione del segnale che

promuovono le azioni antimicrobiche e proinfiammatorie della cellula. Essi sono presenti su tutte le

cellule ma sono maggiormente espressi e presenti in più varietà sui neutrofili, i macrofagi (fagociti)

e sulle DC.

Una caratteristica essenziale dell'immunità innata è inoltre la sua capacità di non reagire con le

cellule e i tessuti non danneggiati. Ciò avviene grazie a tre diversi meccanismi: non vengono

prodotti ligandi dalle cellule normali non danneggiate, i recettori delle cellule del sistema

immunitario vengono prodotti in compartimenti cellulari che non vengono a contatto con le cellule

dell'ospite e infine, le cellule normali producono proteine che impediscono l'attivazione dei

componenti dell'immunità innata.

→recettori cellulari

toll like receptors = sono proteine integrali di membrana contenenti nella regione

• extracellulare ripetizioni di residui di leu fiancheggiati da motivi caratteristici ricchi di cys

che sono implicati nel riconoscimento

del ligando. I residui variabili

responsabili del riconoscimento del

ligando si trovano sulla parte convessa e

spesso sono necessarie delle proteine

accessorie che consentono proprio il

riconoscimento. Sono in grado di

riconoscere una grande varietà di

microbi e molecole espresse o rilasciate

dalle cellule danneggiate o morte. La

regione citoplasmatica di questi

recettori è simile a quella del recettore

per IL-1, che è una citochina pro-

infiammatoria, ed è essenziale per

l'attivazione citoplasmatica.

Dato che tali recettori si trovano anche

sulle membrane intracellulari

permettono il riconoscimento anche dei

microbi che si vengono a trovare in

diversi compartimenti intracellulari (vedi figura).

In seguito al legame con il ligando i domini citoplasmatici dimerizzano ed entrano in stretto

contatto.

NOD = una sottofamiglia di tali recettori chiamata NLPR risponde ai PAMP e ai DAMP

• citosolici formando complessi attivatori detti inflammasomi, i quali generano forme attive

delle citochine infiammatorie. Per esempio l'inflammasoma di NLPR3 una volta formato

attiva l'enzima caspasi-1 (un enzima con residui di cys nel sito attivo che agisce su residui di

asp) ed esso attiva due citochine omologhe chiamate IL1-β e IL-18.

RIG

• i sensori di DNA citosolici

• recettori per i carboidrati

• recettori scavenger

• per peptidi formilati

→recettori solubili

esse rappresentano il ramo umorale dell'immunità innata. Queste molecole effettrici presenti nel

sangue agiscono come opsonine ovvero favoriscono la fagocitosi da parte dei macrofagi, neutrofili e

DC e dopo aver legato i microbi promuovono risposte infiammatorie che richiamano i fagociti nel

sito di infezione. In particolare esse sono:

anticorpi naturali

• sistema del complemento = sono proteine plasmatiche che cooperano per opsonizzare i

• microbi, reclutare i fagociti e in alcuni casi uccidere direttamente il microbo. La loro

attivazione prevede una cascata proteolitica in cui uno zimogeno viene modificato per

formare una proteasi attiva e poi tale reazione si ripete sui bersagli più a valle. La prima fase

della sua attivazione consiste nel riconoscimento delle molecole estranee e tale processo può

avvenire in 3 modi:

→via classica = una proteina plasmatica riconosce anticorpi legati alla superficie microbica

o a altre strutture. Una volta legata alla porzione Fc degli anticorpi due serinproteasi

associate si attivano e inizia così la cascata. Questa è uno dei principali meccanismi del

ramo umorale dell'immunità innata.

→via alternativa = una proteina del complemento riconosce determinate strutture

microbiche di superficie come LPS. Essa inoltre si può attivare costitutivamente a bassi

livelli ma la sua deposizione sulle cellule self è inibita da proteine inibitorie. Si deposita

invece sui microbi e la sua attivazione spontanea tende ad amplificarsi sulle loro superfici.

→via lectinica = è fornita da una lectina legante il mannosio che riconosce tale zucchero

sulle catene glicoproteiche e glicolipidiche dei microbi e agisce come nel caso della via

classica.

Una volta attivata una delle vie si ha l'assemblaggio di altre proteine del complemento per

formare complessi con attività proteasica. Ad esempio, il complesso C3 convertasi taglia la

proteina C3 spezzandola in C3a e C3b. La b si lega alla superficie microbica che ha dato il

via al processo e agisce come opsonina. Inoltre, lega altre proteine e forma il complesso C5

convertasi che a sua volta si divide in due parti a e b. La parte a, di entrambi i complessi,

che sono la parte più piccola, vengono rilasciate e agiscono come sensori chemiotattici per i

neutrofili. Il frammento C5b forma con altre molecole il complesso di attacco alla

membrana che forma un poro sulla membrana microbica e causa la lisi di tale cellula.

collectine

• pentrassine

• ficoline

Le cellule dell'immunità innata sono implicate nel riconoscimento dei microbi e di cellule

danneggiate. Alcune di esse formano barriere fisiche, molte esprimono i recettori appena descritti e

rispondono producendo citochine.

→barriere epiteliali = le cellule epiteliali producono peptidi antimicrobici come le defensine e le

catelicidine. Le prime sono piccole catene peptidiche con regioni cationiche e idrofobiche e tre

legami disolfurici intracatena. Sono prodotte dalle cellule epiteliali delle mucose, dai neutrofili,

dalle cellule NK e dai T citotossici. Le cellule di Paneth del tenue sono i maggiori produttori di

defensine α. Le attività delle defensine includono la tossicità diretta verso i microbi e l'attivazione

delle cellule coinvolte nelle risposte antimicrobiche. Le catelicidine invece, sono prodotte dai

neutrofili, dalle cellule epiteliali della cute e della mucosa gastrica e del tratto respiratorio. Il loro

precursore viene diviso in due peptidi con attività protettive.

→cellule fagocitiche = vedi sopra

→cellule dendritiche = sono le APC meglio rappresentate. Esprimono la più vasta gamma di TLR e

PRR citoplasmatici e sono i più versatili sensori per i PAMP e i DAMP.

→cellule NK e altre linfoidi innate = la principale funzione delle NK è quella di uccidere le cellule

infettate ma a differenza dei T CTL non hanno bisogno di subire nessuna differenziazione.

Appaiono come grandi linfociti con numerosi granuli citoplasmatici. Una volta attive rilasciano il

contenuto di tali granuli in prossimità delle cellule bersaglio. Una proteina prodotta è la perforina la

quale agevola l'ingresso di altre proteine, i granzimi, che attivano i processi apoptotici nelle cellule

bersaglio. Le NK producono inoltre IFN-γ che è una citochina che attiva le funzioni microbicide dei

macrofagi.

Le cellule NK sono in grado di distinguere tra cellule normali e sane grazie a un equilibrio tra

segnali generati da recettori inibitori e attivatori. La maggior parte esprime recettori inibitori che

riconoscono le MHC di classe I, che sono proteine di membrana espresse generalmente dalle cellule

nucleate. In questo modo le NK distinguono le cellule normali con MHC di classe I da quelle infette

che tendono a non esprimere o esprimere meno MHC. (self integro == molecole MHC di classe I

espresse).

I recettori attivatori presentano dei motivi ITAM che contengono residui di tirosina che in seguito al

legame con il recettore vengono fosforilati.

La maggior parte delle NK esprime recettori inibitori. Questi inibitori presentano, nelle code

citoplasmatiche, il motivo ITIM che ingaggia molecole che bloccano le vie di trasduzione dei

recettori attivatori. Anche essi contengono residui di tirosina che in seguito al legame con il

recettore vengono fosforilati, ed in seguito, reclutano delle fosfatasi che bloccano la via di

attivazione.

Vediamo nel dettaglio le due attività dell'immunità innata:

→risposta infiammatoria = si ottiene l'accumulo di leucociti, proteine e fluidi di derivazione

ematica nel tessuto sede dell'infezione o del danno. Il tipo più abbondante di leucociti nei tessuti

infiammati sono i neutrofili, e poi nelle fasi tardive, i monociti. Tale afflusso di cellule è garantito

dalla dilatazione arteriolare e conseguente aumento del flusso sanguigno, l'aumentata adesività dei

leucociti all'endotelio e l'aumentata permeabilità delle venule e dei capillari. Essi sono indotti dalla

presenza di citochine e piccole molecole prodotte inizialmente in risposta ai PAMP e ai DAMP.

Se l'infiammazione non viene risolta si passa a un'infiammazione cronica che fa andare spesso il

tessuto in cui si trova incontro a angiogenesi e fibrosi.

Le citochine coinvolte in queste prime fasi sono in genere prodotte dai macrofagi tissutali e dalle

DC e in genere agiscono sulle cellule vicine a quelle che le hanno prodotte, anche se, gravi infezioni

possono causarne il rilascio in circolo. Le principali sono:

TFN = è un mediatore della risposta acuta a batteri e altri patogeni. È prodotto da macrofagi,

 DC e altri tipi cellulari. Nei macrofagi viene prodotto come una proteina di membrana di

tipo II non glicosilata ed espresso come omotrimero in grado di legare un recettore del TNF.

Una metalloproteasi di membrana poi lo divide e un frammento viene rilasciato. Tre di essi

si uniscono a formare una proteina a piramide triangolare che rappresenta la forma solubile

del TNF. Alla base della piramide si hanno i siti di legame al recettore che permettono il

legame di massimo 3 molecole. I recettori sono localizzati più o meno su tutti i tipi di cellule

e sono di due tipi: TNF-R1 e TNF-R2.

Se lo stimolo è forte a sufficienza il TNF può essere prodotto in quantità tale da farlo entrare

in circolo. In questo modo inibisce la contrattilità del miocardio e il tono della muscolatura

dei vasi inducendo shock e caduta della pressione. Inoltre, può causare trombosi

intravascolare stimolando la produzione di fattore tissutale e inibendo la espressione della

trombomodulina che è un inibitore della coagulazione. Infine, determina anche un danno al

tessuto adiposo e muscolare definito cachessia in cui si ha una soppressione dell'appetito.

IL-1 = ne esistono di due tipi che sono poco omologhe ma svolgono le stesse funzioni: IL-

 1α e la IL-1β. Condividono con il TNF molte funzioni. La principale fonte sono i fagociti

mononucleati attivati ma viene prodotta anche da neutrofili, cellule epiteliali e endoteliali.

La produzione di queste interleuchine richiede due segnali: il primo per trascrivere un

precursore e il secondo per attivare l'inflammasoma NLRP3, il quale taglia il precursore e

genera la forma attiva.

IL-6 = è un omodimero delle citochine di tipo I, viene prodotta dai fagociti mononucleati,

 cellule dell'endotelio vascolare e fibroblasti. Induce la sintesi di una varietà di mediatori

dell'infiammazione a livello epatico, stimola la produzione di neutrofili nel midollo osseo e

promuove la differenziazione di T helper in cellule che producono IL-17.

Queste tre insieme poi agiscono anche sull'ipotalamo producendo prostaglandine per indurre

un aumento della temperatura corporea e perciò sono chiamati pirogeni endogeni. →acido

acetilsalicilico inibisce le prostaglandine indotte da queste citochine.

TNF e IL-1 stimolano la produzione di E-caderina sulle cellule endoteliali e di ICAM1 e VCAM1

che sono i ligandi per i leucociti. Inoltre stimolano la produzione di chemochine come CXCL1 e

CCL2 che sono legate dai leucociti nel loro processo di migrazione.

P selectina viene trasportata sulla membrana in seguito a segnali trombina e istamina dipendenti.

I macrofagi e i neutrofili reclutati inglobano i microbi in vescicole attraverso la fagocitosi, un

processo attivo e che quindi richiede un dispendio energetico. Successivamente li eliminano. Le

vescicole vengono fuse con i lisosomi in modo che i vari meccanismi di degradazione dei microbi

non vadano ad intaccare le cellule. È il legame specifico con il recettore che dà inizio al processo di

fagocitosi. Sulla superficie dei macrofagi ci sono anche dei recettori per le opsonine che sono

necessari per la fagocitosi dei microrganismi opsonizzati. In particolare la fagocitosi anticorpo-

dipendente rappresenta un collegamento importante tra immunità innata e adattativa. Una volta

formatasi la vescicola, detta fagosoma, questa si distacca dalla membrana e si va a fondere con il

lisosoma. A questo punto possono entrare in azione diverse forze microbicide:

specie reattive dell'O2 = una ossidasi fagocitica si assembla sulla membrana del fagosoma

• e viene attivata da molti fattori come l'IFN-γ. L'ossigeno viene ridotto in ROS (burst

respiratorio) usando NADPH, e questi poi vengono dismutati da un altro enzima in H2O2.

Il perossido converte alogeni normalmente non tossici in acidi ipoalogenati tossici.

La ossidasi inoltre, rende il fagosoma adatto all'azione delle proteasi, infatti funzionando

come una pompa genera un gradiente elettrochimico che porta a una diminuzione del pH e

dell'osmolarità.

monossido di azoto = prodotto dall'enzima iNOS che viene prodotto in risposta ai prodotti

• microbici che attivano i toll like receptors. Esso converte l'arginina in citrullina e produce

NO che si può combinare con il superossido o il perossido di H e formare il perossinitrito

che è un radicale altamente reattivo in grado di uccidere i microbi.

enzimi proteolitici = elastasi e catepsina G.

• i neutrofili uccidono i microbi anche con estrusione del DNA e del contenuto dei granuli

• formando dei filamenti extracellulari in cui essi rimangono intrappolati.

Lo shock settico è una sindrome determinata dall'acido lipoteicoico o dal LPS che comporta il

collasso circolatorio, coagulazione intravasale disseminata e gravi alterazioni metaboliche. Ciò è

dovuto al riconoscimento da parte dei toll like receptors del LPS o dell'acido che risulta in

un'abnorme produzione di TNF e di altre citochine.

-PCR = La proteina C-reattiva è una proteina rilevabile nel sangue, prodotta dal fegato, e facente

parte delle cosiddette proteine di fase acuta, un gruppo di proteine sintetizzate durante uno stato

infiammatorio. Fa parte della famiglia delle pentrassine, proteine pentaedriche costituite ognuna da

5 subunità monomeriche identiche associate a ione Ca2+, che si legano tra di loro per formare una

struttura pentagonale.

→risposta antivirale = l'immunità innata reagisce ai virus producendo IFN-1 la cui azione principale

è l'inibizione della replicazione virale.

Gli interferoni legano un recettore che attiva dei fattori di trascrizione che determinano la

trascrizione di geni implicati nella risposta antivirale:

conferiscono lo stato antivirale alle cellule, ovvero bloccano la trascrizione e la traduzione

• virale, producono enzimi che degradano l'RNA virale. I vari IFN agiscono in modo

paracrino anche sulle cellule limitrofe;

inducono la segregazione dei linfociti nei linfonodi per aumentare la probabilità di

• incontrare l'antigene, grazie all'espressione di una proteina (CD69) che blocca il recettore

per SP1.

Aumentano la tossicità delle NK e dei CD8+ citotossici e favoriscono il differenziamento

• dei T in TH1.

Aumentano l'espressione di MHC di classe I.

L'immunità innata dà anche inizio alle risposte adattative, infatti il secondo segnale necessario per

attivare gli antigeni è proprio dato dalle molecole prodotte da essa (ipotesi del doppio segnale).

Infine, l'immunità innata subisce anche una regolazione che impedisce la formazione di danno

tissutale dovuto a una prolungata attività immunologica. Gli stessi PAMP e DAMP possono limitare

la risposta:

IL-10 = inibisce la attivazione di macrofagi e DC andando a inibire IL-1, TNF e IL-12. Essa

• è prodotta dalle cellule bersaglio stesse e quindi è un esempio di segnale a feedback

negativo.

antagonista recettoriale del IL-1 = è prodotto dai fagociti mononucleati ed è strutturalmente

• omologo a IL-1. Esso si lega agli stessi recettori ma è inattivo e quindi agisce da inibitore

competitivo.

vie di trasduzione inibitorie che bloccano i segnali generati dalle citochine proinfiammatorie

• e dai recettori. Sono proteine prodotte in seguito all'attivazione dei toll like receptors sui

macrofagi e sulle DC.

ANTIGENI E ANTICORPI

gli anticorpi sono proteine circolanti. Sono incredibilmente diversi tra loro e specifici nel

riconoscere strutture molecolari estranee (antigeni) e sono i mediatori dell'immunità umorale. Essi

insieme alle proteine del MHC e ai recettori per l'antigene dei linfociti T sono le molecole in grado

di legare l'antigene.

Sono prodotti solo dai linfociti B in due forme diverse: una circolante libera, che si occupa di

neutralizzare le tossine, dell'eliminazione dei microbi e della prevenzione dell'entrata di questi

ultimi nell'organismo, ed una legata alla membrana degli stessi B dove fungono da recettori per

l'antigene. Per capire quale delle due forme viene prodotta basta osservare le regioni C terminali

delle regioni costanti delle catene pesanti: se la proteina deve essere secreta tale parte è idrofilica

altrimenti presenta due regioni, di cui una che la àncora alla membrana e l'altra formata da aa

carichi positivamente.

Antigene + anticorpo su linfocita B == attivazione risposta umorale

i linfociti B si differenziano in:

-plasmacellule che secernono anticorpi contro l'antigene stesso

Antigene + anticorpo libero == legame e innesco dei meccanismi effettori che eliminano i microbi.

Quando il sangue forma un coagulo, gli anticorpi restano nella fase fluida, chiamata siero, assieme

alle altre proteine del plasma. Se nel siero è presente una concentrazione cospicua di anticorpi

contro un determinato antigene esso prende il nome di antisiero. La concentrazione di tali anticorpi

è spesso calcolata come il numero di diluizioni seriali che devono esser fatte affinché il legame con

l'antigene non sia più rilevabile.

→siero con elevata concentrazione di anticorpi= siero ad alto titolo.

→immunoglobuline A o IgA = anticorpi prodotti dai linfociti B attivati e dalle plasmacellule a

livello delle mucose del tratto gastrointestinale e respiratorio, e trasportate attivamente nel lume di

questi apparati.

Le proteine sieriche possono essere distinte in base alla loro solubilità in globuline e albumine, e le

globuline a loro volta si separano, a seconda della velocità di migrazione in campo elettroforetico,

in gruppi. La maggior parte degli anticorpi migra nel terzo gruppo, quello delle gamma-globuline o

immunoglobuline Ig.

Gli anticorpi sono formati da parti fisse e parti variabili, e sono proprio queste ultime a conferire la

capacità di discriminare tra i diversi antigeni. Le funzioni effettrici e chimico fisiche dipendono

invece dalle parti non variabili. Innanzitutto bisogna dire che un anticorpo è una molecola

simmetrica formata da due catene pesanti e due catene leggere identiche. In entrambi i tipi di catene

si hanno strutture omologhe ripetute, di circa 110 aa, che si ripiegano a formare il dominio

globinico tipico di questa classe di proteine. (esistono anche altre proteine, non dotate di funzione

immunologica che hanno tale struttura quaternaria e per questo vengono tutte incluse nella

superfamiglia delle Ig). La struttura del dominio è data da due foglietti β planari, ognuno dei quali è

composto da 5 segmenti disposti antiparalallelamente. I due foglietti sono tenuti insieme da un

ponte S-S. Le anse che connettono i vari segmenti del singolo foglietto β possono essere importanti

per il riconoscimento dell'antigene.

Di entrambe le tipologie di catene sono importanti le estremità N-terminali (indicate con V), poiché

esse sono variabili, e sono implicate nel riconoscimento dell'antigene. Le estremità C-terminali

(indicate con C) sono invece le porzioni fisse. In particolare le regioni C delle catene pesanti sono

implicate nelle funzioni effettrici degli anticorpi. Nel dettaglio:

→catene pesanti = la regione V è formata da un dominio Ig

la regione C è formata da 3 o 4 domini Ig.

→catene leggere = la regione V ha un solo dominio Ig

la regione C ha un solo dominio Ig.

Le regioni V della catena pesante e di una adiacente leggera formano il sito di legame dell'antigene

(in totale quindi ce ne sono due).

Esistono due catene pesanti che sono diverse al loro C terminale: una àncora gli anticorpi alla

membrana plasmatica dei linfociti di tipo B e l'altra guida la secrezione degli anticorpi.

Le catene leggere e pesanti sono infine unite tra di loro da ponti S-S, formati tra i residui di cisteina

della C terminale della catene leggera con la catena CH1 della pesante. Nelle IgG in particolare i

ponti sono vicini alla regione chiamata cerniera (o hinge) .

In seguito al taglio con l'enzima papaina di anticorpi (IgG) di coniglio, operato in condizioni di

proteolisi limitata, essi vengono scissi a livello della regione cerniera e si ottengono 3 pezzi: due

identici, formati dalle catene leggere intere e il frammento della catena pesante che va da VH a

CH1. Questi, dato che sono ancora in grado di legare l'antigene, vengono chiamati Fab, mentre

l'altro frammento, che è formato da due frammenti delle catene pesanti legati da ponti disolfuro e

che tende ad aggregarsi e cristallizzare formando un reticolo, viene chiamato frammento Fc.

Se il taglio viene effettuato con pepsina si ottiene un frammento che è formato da un frammento

Fab'2 che contiene la regione cerniera intatta e le regioni di legame all'antigene.

La freccia indica il

punto in cui la

papaina effettua la

sua azione

proteolitica.

La maggior parte della variabilità la si

ritrova in tre brevi segmenti delle regioni V

delle catene pesanti e delle catene leggere,

tali zone prendono il nome di regioni

ipervariabili. Corrispondono alle tre anse

che fuoriescono dalla struttura (in rosso) e

che connettono i tratti adiacenti nei foglietti

β che formano i domini variabili delle

catene pesanti e leggere. Sono regioni di 10

aa e sono tenute insieme da una regione

altamente conservata che forma il dominio

Ig della parte V. Queste regioni nell'anticorpo si associano per formare la struttura 3D che è in grado

di legare l'antigene e che forma la regione che è anche chiamata “regione che determina la

complementarietà”.

Gli anticorpi possono essere poi suddivisi in classi, o isotipi, in base alle regioni C delle catene

pesanti, in questo modo si ottengono: IgA, IgG, IgE, IgD e IgM. Le diverse classi raggruppano

anticorpi che hanno funzioni effettrici diverse poiché la maggior parte delle funzioni dipende dalle

regioni C (che sono diverse da classe a classe) e la loro interazione con il recettore per Fc.

H

Ogni molecola anticorpale è inoltre in grado di legare almeno due antigeni e le regioni implicate nel

legame spesso sono spostate in modo da legare i due antigeni contemporaneamente. Tale fenomeno

è dovuto alla regione cerniera sopra citata che rende la struttura flessibile (in alcuni isotipi).

Le varie classi di Ig possono essere presenti o come proteine di membrana o possono essere secrete.

Ciò avviene in modo diverso tra i vari isotipi: le IgG e le IgE sono secrete come monomeri, le IgM

e le IgA formano dei complessi (le prime come pentameri e le seconde come dimeri). Tali forme si

ottengono grazie all'interazione delle code dell'estremità C terminali delle catene pesanti μ e α.

→ dato che tra le varie specie le regioni C e quelle intorno alle V sono diverse, se si inoculano

anticorpi di un animale di una specie in uno di un'altra, il sistema immunitario non riconosce come

self tali anticorpi e quindi si ha una risposta verso di essi.

→allotipi = varianti polimorfe degli individui di una specie che sono riconosciute dagli anticorpi.

→idiotipi = variazioni nelle regioni CDR

ANTICORPO FUNZIONE FORMA STRUTTURA EMIVITA

IgA Immunità delle Membrana Monomerica 3 giorni

mucose secreta dimero

IgD Recettore per Membrana monomerica

l'antigene nei linfociti

B vergini

IgE Ipersensibilità Secreta monomerica 2 giorni

immediata e difesa membrana

contro gli elminti

IgG Opsonizzazione, Secreta monomerica 21-28 giorni

attivazione del membraa

complemento,

citotossicità cellulare

anticorpo-dipendente,

immunità neonatale e

feedback inibitorio

dei B

IgM Recettore per Membrana Monomerica 4 giorni

l'antigene dei B secreta pentameri/esameri

vergini e attivazione

del complemento

→come produrre anticorpi monoclonali (pagina 54 per le specifiche del terremo)

1. si isolano cellule spleniche da un topo immunizzato con l'antigene X

2. si fondono con le cellule della linea mieloide

3. ibridomi

4. si selezionano gli ibridomi alla ricerca del clone che produce che anticorpi anti-X

essi possono esser utilizzati in molteplici campi:

identificazione di marcatori caratteristici di un particolare tipo cellulare

 immunodosaggi

 tipizzazione dei tumori

 terapia

 analisi funzionale di molecole solubili o di membrana

Assemblaggio degli anticorpi

le catene pesanti e quelle leggere sono assemblate sul reticolo endoplasmatico rugoso ad opera dei

ribosomi. In seguito traslocano sul reticolo endoplasmatico e le catene pesanti delle Ig vengono N-

glicosilate. Poi delle chaperonine uniscono le catene pesanti e le leggere, e controllano anche se il

loro ripiegamento è corretto. A questo punto vengono indirizzate verso il Golgi in cui avviene il

processamento dei carboidrati e poi gli anticorpi, all'interno di vescicole, vengono indirizzati verso

la membrana. Durante la maturazione dei linfociti B si ha la diversa espressione di Ig. In particolare

la prima cellula che produce polipeptidi delle Ig è chiamata pre-B e in essa vengono prodotte le

forme di membrana della catena pesante μ. Tali catene poi si uniscono con dei surrogati delle catene

leggere per formare il recettore delle cellule pre-B. I linfociti B maturi poi esprimono IgM o IgD, le

quali svolgono la funzione di recettore per l'antigene e danno origine al processo di

differenziamento dei B.

Gli anticorpi hanno emivita, ovvero tempo medio necessario affinché la concentrazione ematica si

riduca della metà, variabile a seconda del tipo. Le IgE durano circa 2 giorni , le IgA circa 3 giorni,

le IgM circa 4 giorni e infine le IgG circa 21-28 giorni. Esse in particolare sembrano resistere così a

lungo grazie al legame con il recettore Fc neonatale che è coinvolto anche nel trasporto delle IgG

materne al feto attraverso la placenta. Esso preserva le IgG dall'attacco dei lisosomi anche

nell'adulto, riciclandole sulla superficie cellulare e restituendole così al circolo (ricircolo

intracellulare).

Nota bene: esistono diverse classi di catene pesanti =2 sottoclassi di catene pesanti di IgA α1 e α2;

4 sottoclassi di catene pesanti di IgG γ1, γ2, γ3 e γ4. Inoltre esistono 2 classi di catene leggere k e

lambda.

→aptene = molecola di piccole dimensioni che da sola non è in grado di suscitare una risposta.

→carrier = macromolecola a cui si unisce l'aptene in modo da avere un complesso verso il quale il

sistema immunitario risponde.

→polivalenza o multivalenza = presenza di più determinanti (epitopi) antigenici in uno stesso

antigene.

→determinanti (o epitopi) non sovrapposti = quando due anticorpi possono legarsi allo stesso

antigene senza influenzarsi.

→determinanti sovrapposti = si crea un'interferenza sterica tra due anticorpi legati ad uno stesso

antigene. Un caso particolare è quello in cui il legame di un primo anticorpo può favorire il legame

di un altro tramite un cambiamento conformazionale dell'antigene, in questo caso si parla di effetto

allosterico.

→determinanti lineari = epitopi formati da una sequenza di residui aa.

→determinanti conformazionali = formati da aa non disposti in sequenza e si formano per

giustapposizione spaziale (dovuta al ripiegamento della proteina).

→determinanti neoantigenici = sono dati da proteine modificate post traduzionalmente.

Il legame dell'antigene con l'anticorpo è formato da molte interazioni di tipo non covalente. La forza

di tale legame è chiamata affinità dell'anticorpo. Essa è di solito espressa come Kd ovvero come

costante di dissociazione, la quale indica quanto sia facile separare il complesso che si forma. Una

Kd bassa indica che il complesso è piuttosto stabile. Si definisce inoltre avidità la forza complessiva

del legame di anticorpi su antigeni multivalenti.

Caratteristiche strutturali coinvolte nella funzionalità degli anticorpi:

1. specificità = →cross-reattività, ovvero la capacità di alcuni anticorpi di legarsi a un

antigene diverso, correlato strutturalmente.

2. Diversificazione = il repertorio anticorpale è l'insieme complessivo degli anticorpi con

differenti specificità. Il meccanismo alla base di questa diversificazione è la ricombinazione

casuale di una serie limitata di sequenze di DNA presenti nella linea germinativa per

formare geni funzionali che codificano le regioni V delle catene pesanti e leggere.

3. maturazione dell'affinità = produzione di anticorpi da parte dei linfociti B a più alta affinità

verso un antigene. (vedi maggiore affinità che mostrano gli anticorpi prodotti nella seconda

risposta rispetto a quelli prodotti nella prima).

Caratteristiche delle funzioni effettrici:

sono innescate solo da Ig che hanno legato un antigene;

• switching isotipico = la regione C varia mentre la regione V (e quindi la specificità) non

• H

varia. Quindi dalle IgM e IgD che un B esprimeva all'inizio esso può produrre altri isotipi

più efficienti nell'eliminazione dell'antigene.

Le regioni C determinano anche la loro localizzazione tissutale.

• H

LINFOCITI T

La maggior parte dei linfociti T riconosce solo peptidi corti a differenza del repertorio dei B che

riconoscono peptidi, proteine, acidi nucleici, carboidrati, lipidi e composti chimici di piccole

dimensioni.

Nel caso di linfociti TCD4+ e CD8+ i recettori per l'antigene sono specifici per quegli antigeni di

natura peptidica che vengono presentati dalle cellule MHC. Queste molecole infatti sono in grado di

legare e presentare esclusivamente i peptidi ed è per questo che la maggior parte dei T riconosce di

conseguenza solo essi. Ogni T è in grado di riconoscere solo una delle molte MHC che possono

esistere e tale fenomeno di riconoscimento prende il nome di restrizione per MHC.

L'evento critico nella risposta è la presentazione dell'antigene ai linfociti T (i CD4+ in particolare),

che avviene ad opera di una classe di molecole chiamate APC (cellule che presentano l'antigene).

Tra di esse troviamo le DC, che sono le più efficaci nell'attivare i T vergini, poi i macrofagi e i

linfociti B, anche se essi sono più adatti ai CD4+ già attivati. Tutte queste classi di cellule in ogni

caso esprimono molecole MHC di classe II e classe I.

Nel processo di attivazione dei linfociti T sono due i segnali necessari: il primo è dato appunto dalla

presentazione dell'antigene da parte delle APC e il secondo è dato da molecole costimolatorie. Tali

segnali sono anche potenziati dalla eventuale presenza di prodotti di origine microbica. Infatti in

quel caso le DC e i macrofagi esprimono i recettori Toll Like che dopo aver legato i microbi,

inviano alla cellula segnali di attivazione che vengono tradotti in una maggiore espressione delle

molecole MHC e delle costimolatorie. Inoltre, i Toll like inducono le APC a produrre citochine che

stimolano le risposte da parte dei T. Le cellule DC esprimono anche recettori per le chemochine che

ne inducono la migrazione verso i siti di presenza dei T. Tutti questi processi sono poi favoriti dai

linfociti stessi che esprimono molecole di superficie, come il ligando di CD40 che lega la proteina

CD40 espressa da CD e macrofagi, e secernono citochine che agiscono sui recettori presenti sulle

APC. In questo modo le azioni delle APC risultano potenziate: aumenta l'espressione delle molecole

costimolatorie e la secrezione di citochine.

→DC

esse trasportano nella linfa gli antigeni che hanno catturato nei tessuti. Gli antigeni vengono

concentrati negli organi linfoidi secondari dove vengono trattenuti. Gli antigeni che sono invece

presenti nel circolo ematico possono essere “fermati” allo stesso modo nella milza.

Le DC sono cellule che presentano estroflessioni simili ai dendriti dei neuroni e proiezioni

membranose. Sono presenti nella maggior parte dei tessuti ed in particolare sono abbondanti negli

organi linfoidi e in tutti quelli che si interfacciano con l'ambiente esterno. Le DC hanno origine

midollare tranne le cellule di Langherans della cute che sembrano originarsi da precursori

embrionali che colonizzano la pelle prima della nascita.

Esistono due popolazioni principali di DC:

DC classiche = sono il tipo più numeroso negli organi linfoidi. La maggior parte di esse

• deriva da precursori mieloidi che migrano dal midollo osseo ai tessuti linfoidi e non per

differenziarsi in loco. In assenza di infiammazione o infezione catturano gli antigeni

tissutali e li trasportano ai linfonodi senza produrre citochine e le molecole di membrana

che sono necessarie per attivare una risposta. Agendo così presentano gli antigeni self ai

linfociti T autoreattivi, causandone la inattivazione o morte, oppure promuovono la

formazione di T regolatori. Invece, in seguito all'incontro con un microbi o citochine esse si

attivano e aumentano l'espressione delle molecole costimolatorie, producono le citochine

infiammatorie e migrano dai tessuti periferici ai linfonodi.

Possono essere ulteriormente divise in due categorie:

→quelle che partecipano al processo di cross-presentazione;

→quelle particolarmente efficienti nel processo di presentazione ai T CD4+.

DC plasmacitoidi = assomigliano morfologicamente alle plasmacellule e cambiano

• morfologia, assomigliando di più alle DC, dopo la loro attivazione. Si sviluppano nel

midollo osseo da un precursore comune alle DC classiche. Sono presenti nel sangue e

scarsamente nei tessuti linfoidi. Esse non campionano gli antigeni ambientali e sono

scarsamente fagocitiche, in quanto la loro principale funzione è la secrezione di grandi

quantità di IFN di tipo I in risposta alle infezioni virali. In caso di infezione virale si

differenziano in DC con le caratteristiche delle classiche e presentano l'antigene ai B nella

milza.

Le cellule dendritiche tissutali quiescenti esprimono dei recettori di membrana, come le lectine,

attraverso cui catturano e endocitano i microbi o i prodotti microbici e successivamente li

trasformano in peptidi in grado di legarsi alle MHC.

Nota: oltre alla fagocitosi e l'endocitosi le DC possono usare anche la macro e micro pinocitosi che

sono processi per i quali non non è necessario il riconoscimento attraverso recettori specifici.

Oltre a ciò gli antigeni sono riconosciuti da recettori TL e altri dell'immunità innata e danno luogo a

risposte innate. Le DC vengono attivate da questi segnali e dalle citochine prodotte in risposta ai

microbi.

Una volta attivate le DC perdono la loro adesività agli epiteli e migrano verso i linfonodi grazie alla

espressione di un recettore che è specifico per due chemochine, CCL19/21, prodotte dai vasi

linfatici e nelle aree T dei linfonodi. Lo stesso recettore viene espresso dai linfociti T e questo fa sì

che questi due tipi cellulari vengano a trovarsi nello stesso luogo aumentando la possibilità per i T

di incontrare l'antigene. L'attivazione delle DC comporta anche una loro modificazione da cellule

che trasportano l'antigene a cellule che attivano i T: infatti esprimono molecole MHC a cui sono

legati gli antigeni e molecole costimolatorie (divengono potenti APC).

Gli antigeni possono essere trasportati ai linfonodi anche in forma solubile. In questo caso vengono

catturati dalle DC dei linfonodi e della milza e le fanno attivare. In particolare, quando la linfa entra

nel linfonodo dal vaso afferente essa si riversa nel seno sottocapsulare e in parte entra nei condotti

generati dai fibroblasti reticolari che hanno origine nel seno e attraversano la regione corticale: qui

gli antigeni a basso PM possono incontrare le DC. Altri antigeni sono catturati dai macrofagi e dalle

DC nel seno sottocapsulare e sono portati poi nella regione corticale. Anche i B possono svolgere

questa funzione.

Anche negli organi con superfici mucose sono presenti dei tessuti linfoidi specializzati che possono

direttamente campionare il contenuto del lume di questi organi. Un esempio sono le Placche di

Peyer dell'Ilo e la tonsilla faringea.

→altre APC =

i macrofagi presentano gli antigeni dei microbi che hanno fagocitato ai linfociti T i quali

• rispondono potenziando l'attività dei macrofagi stessi (questo è il meccanismo centrale

dell'immunità cellulare).

I B, nelle risposte umorali, presentano antigeni proteici ai T helper. Questa è la funzione

• essenziale per produrre anticorpi in risposta ad antigeni T dipendenti.

Tutte le cellule nucleate possono presentare antigeni peptidici che derivano da antigeni

• citosolici solubili ai CTL CD8+.

Cellule endoteliali e epiteliali che sono in grado di esprimere MHC di classe II possono

• presentare gli antigeni ai linfociti T. Anche le cellule endoteliali di tessuti trapiantati sono

bersaglio dell'azione dei linfociti T.

COMPLESSO MAGGIORE DI ISTOCOMPATIBILITÀ

il nome deriva dal fatto che questa regione genica è quella che controlla il rigetto dei trapianti e che

contiene i geni correlati a tale processo. Oltre a questa funzione i geni MHC sono di fondamentale

importanza per tutte le risposte immunitarie agli antigeni proteici.

Il locus MHC contiene due tipi di geni polimorfi, ovvero quelli che codificano per MHC di classe I

e quelli della classe II, e altri geni non polimorfi che codificano per molecole implicate nella

presentazione dell'antigene.

→nell'uomo = Il Sistema HLA (Human Leucocyte Antigens) comprende un complesso di antigeni

gruppoematici e tissutali, codificati da una serie di geni localizzati sul braccio corto del cromosoma 6.

L'importanza del Sistema è determinata dall'osservazione sperimentale che tali antigeni sono responsabili di quella

serie di reazioni umorali e cellulari che conducono al rigetto di un trapianto, da cui la loro identificazione come

"Antigeni di Istocompatibilità".

Vengono codificati da geni strettamente associati tra loro a formare un “cluster” che viene trasmesso in blocco alla

prole, salvo i casi di ricombinazione.

I determinanti HLA sono coinvolti nei processi di riconoscimento e comunicazione immunologica, e

condizionano, “restringendola”, la risposta immune.

Si distinguono tre classi di antigeni HLA: gli antigeni delle prime due classi sono antigeni "tissutali", e, più

precisamente, quelli di I classe, codificati dai loci HLA-A, B e C sono presenti su tutte le cellule nucleate

dell'organismo; quelli di II classe, codificati dai loci HLA-D, DR, DP e DQ, sono presenti sui linfociti B, sui

linfociti T attivati, sulle cellule endoteliali, sui macrofagi e sugli spermatozoi. Gli antigeni di III classe,

rappresentati dalle frazioni complementari C2, C4 e dal Bf, sono i determinanti “sierici”.

Determinando gli antigeni HLA-A, B, C, DR, DQ e eseguendo il "cross-match", si selezionano donatori per il

trapianto d'organo.

→ classe I = presentano gli antigeni (i peptidi) ai linfociti T CD8+

→ classe II = presentano gli antigeni (i peptidi ) ai linfociti T CD4+.

Nota = i geni delle due classi MHC sono i geni più polimorfi presenti nei mammiferi.

Il polimorfismo di questi geni potrebbe essersi evoluto per permettere agli organismi di rispondere

alla grande diversità di microbi presenti e per far si che la popolazione sia sempre protetta, anche in

caso di una devastante perdita di vite.

Questi geni sono espressi in modo codominante in ogni individuo, ovvero ogni individuo esprime

entrambe le copie alleliche ereditate dai genitori.

Nell'uomo l'HMC si trova sul braccio corto del cromosoma 6 e esso si estende per 4 cM, ovvero

eventi di crossing over si verificano con una frequenza del 4% delle meiosi.

Espressione:le molecole MHC di classe I sono espresse su quasi tutte le cellule nucleate, al

contrario, quelle di classe II sono espresse solo su DC, linfociti di tipo B, macrofagi e altri pochi tipi

di cellule.

Nel primo caso tale espressione serve proprio per fornire un sistema di esposizione dei vari antigeni

intracellulari in modo che il sistema immunitario (i T CD8+) li possano riconoscere. Nel secondo

caso invece, servono per presentare gli antigeni a quei linfociti che hanno bisogno di APC.

L'espressione delle MHC di classe I è costitutiva ma viene comunque aumentata dalla presenza di

citochine prodotte in risposta a infezioni virali quali IFNα , IFNβ e IFNγ. Questo è uno dei

meccanismi con i quali l'immunità innata stimola la risposta specifica o adattativa. L'IFN-γ stimola

anche la produzione di MHC di classe II sulle DC e sui macrofagi. Esso è prodotto dalle NK

durante le risposte innate e dai T attivati nelle risposte adattative. La capacità di questa citochina di

far aumentare l'espressione delle molecole MHC di classe II è un meccanismo di amplificazione

dell'immunità specifica.

→NOTA: i neuroni non esprimono mai molecole di classe I.

Il modo in cui le citochine stimolano la produzione delle MHC è dato dall'aumento della velocità di

trascrizione dei geni di classe II e I.

Tutte le MHC hanno delle caratteristiche in comune:

una tasca extracellulare per legare i peptidi, seguita da una coppia di domini Ig legati alla

• cellula da domini transmembrana e citoplasmatici.

Localizzazione all'interno e in posizione adiacente alla tasca di legame al peptide dei

• residui polimorfi. Ovvero si trovano sul pavimento e sulle pareti della tasca, che è la parte

che lega i peptidi per presentarli ai T. Le pareti sono formate da doppie α eliche mentre il

pavimento è dato da un foglietto β di 8 filamenti. Il linfocita interagisce con l'antigene e

con le α eliche.

I domini non polimorfi Ig presentano dei siti di legame per i recettori dei linfociti CD4+ e

• CD8+. Si può dire, grazie a questi siti specifici, che i linfociti T CD4+ sono ristretti per

MHC di classe II mentre i CD8+ sono ristretti per MHC di classe I.

→classe I

sono formate da due catene polipeptidiche legate non covalentemente: una catena α codificata dal

MHC e l'altra no. Ognuna di esse è orientata in modo che circa ¾ della catena sia extracellulare, un

breve segmento attraversa il plasma e il C-terminale è localizzato all'interno della cellula. I

segmenti N-terminali contribuiscono a formare un foglietto β antiparallelo i cui segmenti

sostengono due nastri paralleli dell'α elica. Ciò forma la tasca. Date le sue dimensione essa può

accogliere peptidi di piccole dimensioni, le proteine più grandi devono prima essere processate. Il

segmento α3 invece forma l'ansa globinica che lega il dominio CD8.

La molecola completamente assemblata è un trimero composto da una catena α e da una catena β2

microglobulina che legano l'antigene, e devono essere presenti tutte e tre le componenti affinché le

molecole siano espresse. Infatti il legame con l'antigene stabilizza il complesso.

→classe II

sono formate da due catene polipeptidiche, una α e una β, associate in modo non covalente. I geni

che le codificano sono entrambi MHC. Il segmenti terminali delle due catene formano la tasca,

strutturalmente simile a quella di classe I, di legame per l'antigene. I residui polimorfi sono

localizzati intorno e all'interno della tasca. I segmenti β2 e α2 formano i residui globinici che

interagiscono con i domini CD4. Anche in questo caso la molecola completamente assemblata è un

trimero.

Le interazioni tra MHC e gli antigeni hanno molti aspetti importanti:

ogni MHC ha una sola tasca che lega un peptide alla volta ma che nel tempo può legare

• peptidi diversi.

I peptidi che si possono legare hanno caratteristiche strutturali in grado di favorire tale

• interazione.

Le MHC legano il peptide durante la loro sintesi e quando si trovano ancora all'interno della

• cellula.

L'interazione tra questi due componenti è un'interazione saturabile caratterizzata da una

• velocità di dissociazione molto lenta. In questo modo si favorisce il riconoscimento da parte

del linfocita T.

piccole quantità di MHC-peptide sono in grado di attivare i T specifici.

• Le MHC non discriminano tra peptidi estranei e non.

PROCESSAZIONE DEGLI ANTIGENI PROTEICI

è un processo i cui meccanismi hanno lo scopo di produrre peptidi delle giuste dimensioni che

possono essere legati dalle MHC.

In genere antigeni presenti nel citosol danno origine a peptidi che vengono legati da MHC di classe

I e che sono riconosciuti da T CD8+, mentre le proteine extracellulari che vengono internalizzati

nelle vescicole delle ACP in genere danno origine a peptidi che legano MHC di classe II e che sono

riconosciute da TCD4+. Questo è dovuto al fatto che in genere le proteine che vengono degradate

nei proteasomi sono quelle che vengono date a MHC di classe I e in genere derivano da vie

intracellulari. Nel caso dei peptidi legati alle MHC di classe II invece, questi vengono da proteine

extracellulari che sono state degradate negli endo-lisosomi.

→ classe I = TAP e tapasina

→classe II = catena invariante

cross presentazione = alcune DC sono in grado di catturare e ingerire cellule infettate da virus o

cellule tumorali e di presentarne gli antigeni ai T CD8+ vergini. Da qui il nome per indicare che una

determinata cellula può presentare antigeni che derivano da un'altra e attivare linfociti T. Ciò non è

in contraddizione con quanto appena detto, infatti, in questo caso gli antigeni ingeriti sono degradati

nei proteasomi, motivo per cui possono essere associati a MHC di classe I.

Nota: le proteasi generano diversi peptidi a partire da proteine complesse ma la risposta immunitaria

sarà specifica solo verso alcuni di essi, gli epitopi immunodominanti. L'applicazione di questo

fenomeno è la progettazione di vaccini.

Esistono poi delle classi di linfociti T che non richiedono l'intervento delle MHC: i NKT e i Tγδ. Le

cellule NKT riconoscono lipidi e glicolipidi espressi da MHC non classiche. I Tγδ sono una

popolazione poco numerosa che esprimono recettori simili a quelli dei CD4+ e CD8+. Riconoscono

come antigeni proteine e lipidi, molecole fosforilate e alchilamine.

TRASDUZIONE DEL SEGNALE

la cascata di traduzione del segnale è innescata di solito dall'aggregazione delle proteine recettoriali,

cross linking, o dalla modificazione conformazionale del recettore stesso in seguito al legame con il

ligando. Un evento molto comune che si verifica inizialmente è la fosforilazione di un residuo di

tirosina, serina o treonina presenti nella porzione citosolica di un recettore o di una proteina

adattatrice.

I recettori vengono divisi in base al meccanismo di trasduzione del segnale e alle reazioni

biochimiche che usano in:

tirosine chinasi non recettoriali

• recettori tirosin chinasici

• recettori nucleari

• recettori accoppiati alle proteine G

• altre classi

Recettori dei linfociti T

il recettore dei TCD4+ e CD8+ ristretti per MHC è un eterodimero composto da due catene

(chiamate α e β) polipeptidiche trasmembrana, unite da un ponte S-S tra cisteine extracellulari.

Questi linfociti sono perciò detti αβ. Altri sono detti γδ poiché hanno il recettore formato da due

catene: una δ e una γ. Entrambe le catene sono formate da un dominio Ig variabile all'estremità N-

terminale, un dominio Ig costante, da una regione idrofobica transmembrana e da una breve

sequenza citoplasmatica. →in pratica la regione extracellulare è simile al dominio Fab degli

anticorpi.

Le regioni V sono quelle che determinano la complementarietà e 3

di esse della catena α e 3 della β formano la regione che riconosce in

modo specifico i complessi MHC-peptide.

Associate in modo non covalente alle porzioni transmembrana si

hanno le proteine CD3 e ζ che formano il complesso del recettore

che trasduce il segnale. La proteina CD3 in realtà è formata da tre

proteine, le quali contengono tutte un dominio Ig e quindi

appartengono alla superfamiglia delle Ig.

→complesso del recettore = dimero αβ + eterodimero CD3 γε +

eterodimero CD3 δε + omodimero ζζ

Quando il TCR lega il complesso MHC-peptide i corecettori (CD4 e

CD8) si aggregano ad esso e ciò permette la fosforilazione delle

tirosine dei motivi ITAM. Da essa ha inizio la cascata di traduzione

del segnale.

Corecettori= CD4 e CD8 sono glicoproteine transmembrana appartenenti alla superfamiglia delle

Ig. CD4 è un monomero espresso dai T periferici e dai timociti e in quantità minore è presente

anche sui fagociti mononucleati e su alcune DC. Esso presenta 4 domini Ig extracellulari, una

regione idrofobica transmembrana e una coda citoplasmatica altamente basica. I domini Ig N

terminali legano i domini non polimorfi delle MHC di classe II.

CD8 è invece espresso nella maggior parte delle cellule come eterodimero formato da due catene

chiamate CD8α e CD8β che sono legate da ponti S-S. Ognuna di esse ha un solo dominio Ig

extracellulare, una regione idrofobica trasmembrana e una coda citoplasmatica altamente basica. Il

suo dominio Ig terminale si lega alle regioni non polimorfe delle MHC di classe I.

Le code citoplasmatiche presenti su entrambi i recettori svolgono un ruolo molto importante: legano

una chinasi della famiglia Src, la quale fosforila le sequenze ITAM di CD3 e ζ permettendo l'inizio

della trasduzione del segnale.

→sinapsi immunologica = è la regione di contatto del linfocita T con l'APC. In questo punto, una

volta avvenuto il contatto tra TCR e complesso MHC-peptide, si ha il reclutamento di diverse

proteine di membrana e citoplasmatiche.

Recettori dei linfociti B

sono degli anticorpi (IgM e IgD) transmembrana associati a due catene, α e β, responsabili della

trasduzione del segnale. Gli anticorpi vengono scambiati con IgG, IgA o IgE in quelle cellule B che

hanno effettuato lo scambio isotipico.

L'antigene innesca la trasduzione del segnale inducendo l'aggregazione del complesso recettoriale.

Le catene legate agli anticorpi presentano domini ITAM il cui meccanismo di attivazione è molto

simile a quello dei TCR.

Inoltre i linfociti B esprimono un recettore, CD21, per la proteina C3d del complemento. In questo

modo l'attivazione dei B risulta potenziata con un meccanismo che fa da tramite tra l'immunità

innata e la specifica umorale.

ESPERIMENTI

Studi di cristallografia sono stati effettuati su siero di pazienti con mieloma o, in seguito, su Ab

monoclonali. Su ibridomi producenti anticorpi monoclonali contro l’albumina è stato possibile

clonare il gene dell’anticorpo ed introdurre mutazioni puntiformi. Questi studi hanno permesso di

verificare che nell’anticorpo monoclonale D1.3 (anti lisozima di pollo) la struttura cristallografica

dell’Ab nel complesso immune non cambiava rispetto all’Ab puro (confermando il modello chiave

serratura).

Il legame antigene-anticorpo era mediato da 17 residui di AA dell’anticorpo e 16 residui di AA

dell’antigene. Dei 17 AA dell’anticorpo 6 appartenevano alle CDR della catena leggera, 9 alle CDR

della catena pesante, 2 non appartenevano alle CDR. I 16 AA dell’antigene non erano consecutivi, e

quindi appartenevano ad un epitopo conformazionale.

In generale una piccola parte degli anticorpi policlonali prodotti contro una proteina riconosce

anche frammenti proteolitici. È vero anche il contrario, cioè una piccola parte degli Ab prodotti

contro frammenti di una proteina riconosceranno anche la proteina intatta, ed in questo caso

riconosceranno una sequenza lineare della proteina. Anche i frammenti peptidici vengono

riconosciuti in maniera non sequenziale, quindi in ultima analisi tutti gli epitopi sono

conformazionali.

MATURAZIONE DEI LINFOCITI

questo processo consiste in una serie di eventi che avvengono negli organi linfoidi primari:

1. orientamento dei progenitori

2. proliferazione

3. riarrangiamento dei geni del recettore per l'antigene

4. eventi atti a selezionare le cellule funzionanti e a eliminare quelle potenzialmente dannose

5. differenziazione dei B e dei T in sottopopolazioni distinte per fenotipo e funzioni

FOLLICOLARI CD4+ HELPER

linfocitI B DELLA ZONA MARGINALE LINFOCITI T NKT

B-1 γδ

CD8+αβCITOTOSSICI

Le cellule staminali pluripotenti del fegato fetale e del midollo osseo sono note come cellule

staminali ematopoietiche e danno origine a tutte le cellule circolanti, inclusi i linfociti.

In genere le HSC epatiche fetali danno origine ai B-1 e ai T γδ mentre le midollari danno origine

alla maggior parte dei B circolanti e ai T αβ. I precursori dei T vengono portati nel timo dove

proseguono il loro processo di maturazione.

L'indirizzamento verso la linea B o T è determinato dall'attivazione di recettori di membrana che

inducono l'espressione di specifici fattori di trascrizione. Ad esempio i fattori Notch-1 e GATA-3

dirigono la differenziazione dei linfociti specificatamente verso la linea T, mentre i fattori EBF, E2A

e Pax-5 inducono l'espressione di geni coinvolti nello sviluppo dei B.

Le cellule progenitrici già indirizzate verso le distinte linee differenziative proliferano prima in

risposta alle citochine, e quindi, in risposta a segnali generati da un recettore pre-antigene che

seleziona quelle cellule che hanno riarrangiato correttamente il primo gruppo di geni per il

recettore.

Durante lo sviluppo sono presenti numerosi checkpoints che assicurano che solo le cellule che si

sono differenziate correttamente proseguano nel processo di maturazione. Uno di questi punti di

controllo riguarda la corretta espressione di una delle due catene per l'antigene, e successivamente il

corretto assemblaggio e il funzionamento del recettore completo. I punti successivi hanno lo scopo

di eliminare i linfociti autoreattivi oppure di indirizzarli verso specifiche forme di differenziazione.

I pre-BCR contengono solo la catena pesante Ig μ mentre i pre-TCR hanno solo la catena β.

Il processo che salvaguarda i linfociti dotati di specificità utile è detto selezione positiva ed è

strettamente connesso con il processo di differenziazione dei linfociti nelle varie sottopopolazioni.

Nel caso dello sviluppo dei T questo processo garantisce che maturino solo le cellule che sono

dotate di recettori e di corecettori in grado di riconoscere le molecole MHC.

La selezione negativa invece, è il processo che elimina o modifica i linfociti che hanno recettori che

riconoscono con elevata affinità il self. I T che presentano tale affinità vengono eliminati tramite

una forma di apoptosi detta delezione clonale. I B invece, possono essere indotti a riarrangiare le

loro Ig al fine di modificare tale specificità (editing recettoriale) e se il risultato ottenuto non è

ancora ottimale vengono eliminati anch'essi per delezione clonale.

PRE-BCR → μ SELEZIONE + sopravvivenza

SELEZIONE - EDITING RECETTORIALE se OK SOPRAVVIVONO

se NON OK MORTE PER DELEZIONE CLONALE

PRE-TCR → β SELEZIONE + sopravvivenza

SELEZIONE - o DELEZIONE CLONALE

o FORMAZIONE DI T REGOLATORI

La prima fase della maturazione è data dal riarrangiamento dei geni del recettore per l'antigene.

Questo processo avviene nei singoli linfociti ed è dato dal riarrangiamento di diversi segmenti

genici della regione variabile V, con segmenti della regione della diversità D e/o quelli della regione

J di ricongiunzione (sono regioni geniche che codificano per la parte variabile della catena pesante).

Per ognuno di essi viene formato un nuovo esone mediante la fusione di un segmento a monte con

uno a valle del gene V sullo stesso cromosoma, tramite un processo chiamato ricombinazione

V(D)J.

→loci per le Ig

tre loci separati codificano per tutte le catene pesanti, le catene leggere di tipo κ e quelle di tipo λ

delle Ig. I vari locus sono disposti su cromosomi diversi e all'estremità 5' di ogni locus si ha un

cluster di geni variabile V. A sua volta all'estremità 5' della regione V si ha un esone leader (nella

figura sotto indicato da L) che codifica i 20-30 residui N-terminali della proteina, i quali sono tipici

delle proteine neosintetizzate o transmembrana. Tale sequenza guida i polipeptidi nascenti dai

ribosomi al lume del RE. Dopo tale processo viene rimossa.

In posizione 3' invece, a una distanza variabile dai geni V, si ha la regione J strettamente associata

agli esoni che codificano per le regioni costanti più a valle.

Infine nel locus H per le Ig, tra i segmenti V e J, si trovano sequenze codificanti aggiuntive dette D.

Esse non sono presenti nei loci delle catene leggere di Ig.

→ loci per il TCR

Molto simile al BCR, in questo caso i segmenti genici D si trovano solo nei loci β e δ.

Queste configurazioni non possono essere trascritte in mRNA funzionanti, infatti tali geni prima

devono subire una riorganizzazione. In particolare, avviene una scelta casuale di un gene V, un

segmento J e un segmento D (ove presente) e il loro riarrangiamento va formare un solo gene VDJ

che codificherà per la regione variabile di un recettore per l'antigene.

Nel caso dei loci per le catene leggere delle Ig e per le catene α e δ del TCR è necessario un solo

evento di riarrangiamento mentre, per i loci delle Ig H e per le catene β e δ del TCR sono necessari

due eventi separati. Il primo unisce un segmento D a un J e il secondo unisce il segmento DJ

appena formato a un segmento V. Nei punti di giunzione tra questi segmenti vengono aggiunti o

rimossi nucleotidi, fenomeno che contribuisce tantissimo all'enorme diversificazione dei recettori

per l'antigene.

Da un punto di vista molecolare, le proteine responsabili di questi processi sono in grado di

riconoscere specifiche sequenze di DNA, definite sequenze segnale della ricombinazione o RSS,

che si trovano al 5' dei segmenti J e al 3' dei segmenti genici V e ai due estremi dei segmenti D (in

pratica l'assetto è questo:-V-RSS -RSS-D-RSS-RSS -J-). Tali sequenze sono formate da un

eptamero altamente conservati localizzati vicino alle sequenze codificanti, seguito da uno spaziatore

di 12 o 23 nt non conservati, e da una seconda sequenza altamente conservata di 9 nucleotidi

definita nonamero (l'assetto all'interno della RSS è 5'-aaaaaaa-sbhoiurnjcol-bbbbbbbbb-3' o 5'-

aaaaaaa-sbhoiurnjcoanjeoliycnvl-bbbbbbbbb-3').

Eptamero → spaziatore → nonamero →sequenze

Durante la ricombinazione vengono effettuati dei tagli nella doppia elica tra l'eptamero e le

sequenze V, D o J adiacenti. Il frammento di DNA a doppia elica tagliato contiene le parti terminali

dei segnali (che contengono a loro volta le sequenze segnale della ricombinazione) che verranno

rimosse in modo da congiungere i geni tra di loro. Nel caso in cui le estremità delle RSS si trovino

localizzate entrambe al 3' o al 5', il DNA intermedio verrà invertito, in modo che i segmenti genici

vengano allineati. In questo caso le sequenze RSS non vengono eliminate ma conservate nel

cromosoma.

Nota: in generale il processo di ricombinazione può avvenire solo se uno dei due segmenti genici è

affiancato da uno spaziatore di 12 nucleotidi e l'altro da uno di 23.

Nel processo di ricombinazione non omologa alla base di questo processo si hanno 4 passaggi che

avvengono in ordine:

1. sinapsi = parti del cromosoma divengono accessibili ai componenti del processo di

ricombinazione, si formano strutture ad anello che mettono in contatto i segmenti

genici e le loro RSS e vengono mantenuti in queste posizioni.

2. taglio = degli enzimi tagliano la doppia elica, questo è un processo specifico dei

linfociti. In particolare due proteine, chiamate RAG1 e RAG2 si assemblano a

formare un complesso contenente due molecole di ciascuna proteina definito

ricombinasi-VDJ. RAG1 agisce come un'endonucleasi di restrizione tagliando e

congiungendo eptameri e segmenti genici adiacenti. Essa taglia una delle due eliche

tra l'estremità codificante e l'eptamero. Il 3'OH generato si lega all'altro filamento di

DNA formando una forcina. Il filamento “circolare” così ottenuto invece viene

eliminato. La RAG1 è attiva solo quando è complessata con la RAG2. Esse inoltre

contribuiscono al mantenimento della sinapsi.

3. apertura della hairpin e processamento = le hairpin vengono aperte ad opera di

Artemis, un'endonucleasi, e le estremità tagliate vengono modificate aggiungendo o

togliendo nucleotidi.

4. unione = le estremità così modificate vengono avvicinate e unite ad opera di enzimi in

grado di riparare il DNA.

Tutta l'ampia varietà del repertorio dei B e dei T è data da:

diversità combinatoriale

• diversità giunzionale = a causa di essa, gli anticorpi e i TCR mostrano la massima variabilità

• in corrispondenza delle regioni V e C che formano la terza regione ipervariabile CDR3.

Nei linfociti B maturi vengono espresse le IgM e le IgD e ciò avviene come descritto

dall'immagine:

Queste sono le diverse situazioni che si possono venire a creare:

SVILUPPO DEI B

1. sviluppo embrionale = vengono prodotti nel fegato a partire da specifici precursori.

Dopo la nascita = vengono generati nel midollo osseo. Terminano il processo maturativo

nella milza.

In ogni caso il progenitore midollare orientato verso la linea B è chiamato pro-B. Esso non

produce Ig ma esprime sulla membrana molecole tipiche dei B. In questa fase sono espresse

le proteine RAG-1 e 2 che mediano la prima ricombinazione dei locus dei geni delle catene

pesanti delle Ig. In questo stadio è espresso a livelli elevati anche l'enzima che catalizza

l'aggiunta o la rimozione di nucleotidi alle estremità. Circa la metà dei proB riesce a

produrre una catena μ con un riarrangiamento produttivo.

2. In seguito allo splicing si forma un trascritto che forma la catena μ e il linfocita prende il

nome di preB (manca il riarrangiamento dei loci per le catene leggere). Il recetore espresso a

questo stadio è detto recettore preB ed è formato dalla catena pesante, da una catena leggera

sostitutiva e dalle proteine Igα e Igβ. Tale pre-recettore costituisce il primo checkpoint di

controllo della maturazione dei B.

3. il pre-BCR regola il secondo riarrangiamento in due modi: se la catena μ formata riesce a

produrre un pre-BCR esso produce un segnale che blocca il riarrangiamento del locus della

catena pesante sul secondo cromosoma che a questo punto non è necessario. Se non fosse

andato a buon fine il primo riarrangiamento, ne viene effettuato uno sull'altro cromosoma:

in questo modo ogni B può codificare le proteine delle catene pesanti a partire da uno solo

dei due alleli ereditati con un fenomeno che prende il nome di esclusione allelica. Inoltre, in

questo modo obbliga ogni B a esprimere un solo recettore mantenendo la specificità clonale.

Nel caso di due riarrangimenti non produttivi la cellula non è in grado di formare catene

pesanti e perciò non può generare un segnale di sopravvivenza, cosa che ne provoca la morte

per apoptosi.

Il secondo meccanismo con cui viene regolata la sintesi del pre-BCR è la stimolazione del

riarrangiamento della catena leggera.

4. Se il locus κ viene riarrangiato positivamente allora si ha la produzione di una IgM matura,

altrimenti si può passare al riarrangiamento del locus λ.

5. I linfociti che esprimono le IgM sono detti immaturi. Essi non proliferano ma si

differenziano in risposta agli antigeni.

6. Sono maturi quei linfociti B che esprimono IgM e IgD.

SVILUPPO DEI T

il timo in questo caso svolge un ruolo fondamentale poiché è la sede principale della maturazione

dei linfociti T. Il timo ha origine dall'endoderma, dalla terza tasca faringea e dalla sottostante cresta

neuronale mesenchimale. In seguito viene popolato da precursori midollari. →nota: l'epitelio timico

ha origine ectodermica.

I linfociti T originano dal fegato fetale ed in seguito dal midollo osseo adulto ed in seguito si recano

nel timo. Qui prendono il nome di timociti e i più immaturi non esprimono ancora il TCR o i

corecettori CD4 e CD8. In particolare, si trovano localizzati nella corticale esterna e nel seno

sottocapsulare. Da qui migrano attraverso la corticale e maturano. Le cellule timiche epiteliali

formano un reticolo di prolungamenti citoplasmatici attraverso cui i timociti devono passare per

arrivare poi alla zona midollare. Una volta giunti nella corticale esprimeranno il TCR γδ o αβ per la

prima volta. I T αβ matureranno a T CD4+ o a CD8+ quando usciranno dalla corticale ed entreranno

nella midollare. Le cellule epiteliali timiche midollari presentano gli antigeni self ai T in

maturazione e, inoltre, nella midollare e nella zone di giunzione corticomidollare si ha la

localizzazione delle DC, mentre i macrofagi si localizzano soprattutto nella midollare. Le DC e le

cellule epiteliali esprimono MHC di classe I e II.


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DETTAGLI
Esame: Immunologia
Corso di laurea: corso di laurea in scienze biologiche
SSD:
Università: Pisa - Unipi
A.A.: 2018-2019

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher giulylencio.95 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Immunologia e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Pisa - Unipi o del prof Paolicchi Aldo.

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